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公開番号2025041722
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2024221265,2023185760
出願日2024-12-18,2013-12-20
発明の名称表示装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H10D 84/80 20250101AFI20250318BHJP()
要約【課題】開口率が高く、且つ、電荷容量を増大させる容量素子を有する半導体装置等を提供する。
【解決手段】半導体装置は、ゲート絶縁膜305、306と、酸化物半導体膜308b、酸化物半導体膜と一部が重なるゲート電極304c及び酸化物半導体膜に接する一対の電極310d、310eを有するトランジスタ103と、ゲート絶縁膜上の第1の透光性を有する導電膜308c、第1の透光性を有する導電膜上の誘電体膜(窒化絶縁膜)314及び誘電体膜上の第2の透光性を有する導電膜316bを有する容量素子と、トランジスタの一対の電極上の酸化絶縁膜312及び酸化絶縁膜上の窒化絶縁膜と、を有する。誘電体膜と、酸化絶縁膜とは、一対の電極の一方上及び第1の透光性を有する導電膜上それぞれに第1の開口部372、372cを有し、窒化絶縁膜は、一対の電極の一方上に第2の開口部374cを有し、第2の開口部は、第1の開口部の内側に設けられる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上の酸化物半導体膜と、
前記ゲート絶縁膜を介して前記酸化物半導体膜と一部が重なるゲート電極と、
前記酸化物半導体膜に接する一対の電極と、を有するトランジスタと、
前記ゲート絶縁膜上の第１の透光性を有する導電膜と、
前記第１の透光性を有する導電膜上の誘電体膜と、
前記誘電体膜上の第２の透光性を有する導電膜と、を有する容量素子と、
前記トランジスタの一対の電極上の酸化絶縁膜と、
前記酸化絶縁膜上の窒化絶縁膜と、を有し、
前記容量素子に含まれる誘電体膜は、前記窒化絶縁膜であり、
前記酸化絶縁膜は、前記一対の電極の一方上、及び前記第１の透光性を有する導電膜上それぞれに第１の開口部を有し、
前記窒化絶縁膜は、前記一対の電極の一方上に第２の開口部を有し、
前記第２の開口部は、前記第１の開口部の内側に設けられ、
前記一対の電極上の第２の開口部において、前記容量素子に含まれる前記第２の透光性を有する導電膜は、前記トランジスタに含まれる一対の電極の一方と接続する、半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、物、プロセス（方法及び製造方法を含む）、機械（マシーン）、製品（マニ
ュファクチャ）、または組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。特に本発明
の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、それらの駆動方法、またはそれらの製造
方法等に関する。特に本発明の一態様は、酸化物半導体を有する半導体装置、表示装置、
または発光装置等に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【０００２】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体の電子工学的な特性を利用すること
で機能しうる装置の全てをその範疇とし、例えば、電気光学装置や半導体回路、電気機器
等はいずれも半導体装置に含まれる。
【背景技術】
【０００３】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのフラットパネルディスプレイが広く普及して
きている。フラットパネルディスプレイなどの表示装置において、行方向及び列方向に配
設された画素内には、スイッチング素子であるトランジスタと、当該トランジスタと電気
的に接続された液晶素子と、当該液晶素子と並列に接続された容量素子とが設けられてい
る。
【０００４】
当該トランジスタの半導体膜を構成する半導体材料としては、アモルファス（非晶質）
シリコンまたはポリ（多結晶）シリコンなどのシリコン半導体が汎用されている。
【０００５】
また、半導体特性を示す金属酸化物（以下、酸化物半導体と記す。）は、トランジスタ
の半導体膜に適用できる半導体材料である。例えば、酸化亜鉛またはＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸
化物半導体を用いて、トランジスタを作製する技術が開示されている（特許文献１及び特
許文献２を参照。）。
【０００６】
また、開口率を高めるために、トランジスタの酸化物半導体膜と同じ表面上に設けられ
た酸化物半導体膜と、トランジスタに接続する画素電極とが所定の距離を離れて設けられ
た容量素子を有する表示装置が開示されている（特許文献３を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００７－１２３８６１号公報
特開２００７－９６０５５号公報
米国特許第８１０２４７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
容量素子は一対の電極の間に誘電体膜が設けられており、一対の電極のうち、少なくと
も一方の電極は、トランジスタを構成するゲート電極、ソースまたはドレインなど遮光性
を有する導電膜で形成されていることが多い。
【０００９】
また、容量素子の電荷容量を大きくするほど、電界を加えた状況において、液晶素子の
液晶分子の配向を一定に保つことができる期間を長くすることができる。静止画を表示さ
せる表示装置において、当該期間を長くできることは、画像データを書き換える回数を低
減することができ、消費電力の低減が望める。
【００１０】
しかしながら、容量素子の一方の電極が半導体膜で形成される場合、当該半導体膜に印
加される電位によっては、容量素子に充電される容量値が所定の値より低い値となってし
まい、液晶素子の液晶分子の配向を一定に保つ期間が短くなり、画像データの書き換え回
数が増加し、消費電力が増大してしまう。
（【００１１】以降は省略されています）

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